Django的缓存机制

1.1 缓存介绍

1.缓存的简介

在动态网站中,用户所有的请求,服务器都会去数据库中进行相应的增,删,查,改,渲染模板,执行业务逻辑,最后生成用户看到的页面.

当一个网站的用户访问量很大的时候,每一次的的后台操作,都会消耗很多的服务端资源,所以必须使用缓存来减轻后端服务器的压力.

缓存是将一些常用的数据保存内存或者memcache中,在一定的时间内有人来访问这些数据时,则不再去执行数据库及渲染等操作,而是直接从内存或memcache的缓存中去取得数据,然后返回给用户.

2.Django提供了6种缓存方式：　　常用的是内存/文件/Memcache缓存

开发调试缓存
内存缓存
文件缓存
数据库缓存
Memcache缓存(使用python-memcached模块)
Memcache缓存(使用pylibmc模块)

经常使用的有文件缓存和Mencache缓存

1.2 各种缓存配置

1.2.1 开发调试(此模式为开发调试使用,实际上不执行任何操作)

settings.py文件配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',  # 缓存后台使用的引擎
  'TIMEOUT': 300,            # 缓存超时时间（默认300秒，None表示永不过期，0表示立即过期）
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,          # 最大缓存记录的数量（默认300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,          # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
  },
 }
}

1.2.2 内存缓存(将缓存内容保存至内存区域中)

settings.py文件配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',  # 指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': 'unique-snowflake',         # 写在内存中的变量的唯一值 
  'TIMEOUT':300,             # 缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期)
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,           # 最大缓存记录的数量（默认300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,          # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
  }  
 }
}

1.2.3 文件缓存(把缓存数据存储在文件中)

settings.py文件配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache', #指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',        #指定缓存的路径
  'TIMEOUT':300,              #缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期)
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（默认300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,           # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
  }
 }   
}

1.2.4 数据库缓存(把缓存数据存储在数据库中)

settings.py文件配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',  # 指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': 'cache_table',          # 数据库表    
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,           # 最大缓存记录的数量（默认300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,          # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
  }  
 }   
}

注意,创建缓存的数据库表使用的语句:

python manage.py createcachetable

1.2.5 Memcache缓存(使用python-memcached模块连接memcache)

Memcached是Django原生支持的缓存系统.要使用Memcached,需要下载Memcached的支持库python-memcached或pylibmc.

settings.py文件配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache', # 指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': '192.168.10.100:11211',         # 指定Memcache缓存服务器的IP地址和端口
  'OPTIONS':{
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（默认300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,           # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
  }
 }
}

实测： settings.py配置如下，不用写 options

LOCATION也可以配置成如下:

'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',   # 指定局域网内的主机名加socket套接字为Memcache缓存服务器
'LOCATION': [         # 指定一台或多台其他主机ip地址加端口为Memcache缓存服务器
 '192.168.10.100:11211',
 '192.168.10.101:11211',
 '192.168.10.102:11211',
]

1.2.6 Memcache缓存(使用pylibmc模块连接memcache)

settings.py文件配置
 CACHES = {
  'default': {
   'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',  # 指定缓存使用的引擎
   'LOCATION':'192.168.10.100:11211',         # 指定本机的11211端口为Memcache缓存服务器
   'OPTIONS':{
    'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（默认300）
    'CULL_FREQUENCY': 3,           # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
   },  
  }
 }

LOCATION也可以配置成如下:

'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',  # 指定某个路径为缓存目录
'LOCATION': [       # 分布式缓存,在多台服务器上运行Memcached进程,程序会把多台服务器当作一个单独的缓存,而不会在每台服务器上复制缓存值
 '192.168.10.100:11211',
 '192.168.10.101:11211',
 '192.168.10.102:11211',
]

Memcached是基于内存的缓存,数据存储在内存中.所以如果服务器死机的话,数据就会丢失,所以Memcached一般与其他缓存配合使用

1.3 Django中的缓存应用：

　　注: 缓存力度和把数据缓存到哪是不用的概念

Django提供了不同力度的缓存,可以缓存某个页面,可以只缓存一个页面的某个部分,甚至可以缓存整个网站.

数据库：

class Book(models.Model):
    name=models.CharField(max_length=32)
    price=models.DecimalField(max_digits=6,decimal_places=1)

视图：

from django.views.decorators.cache import cache_page
import time
from .models import *

@cache_page(15)          #超时时间为15秒
def index(request):

 t=time.time()      #获取当前时间
 bookList=Book.objects.all()
 return render(request,"index.html",locals())

模板(index.html):

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<h3>当前时间:-----{{ t }}</h3>

<ul>
    {% for book in bookList %}
       <li>{{ book.name }}--------->{{ book.price }}$</li>
    {% endfor %}
</ul>

</body>
</html>

上面的例子是基于内存的缓存配置,基于文件的缓存该怎么配置呢??

更改settings.py的配置

CACHES = {
 'default': {
  'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache', # 指定缓存使用的引擎
  'LOCATION': 'E:\django_cache',          # 指定缓存的路径
  'TIMEOUT': 300,              # 缓存超时时间(默认为300秒,None表示永不过期)
  'OPTIONS': {
   'MAX_ENTRIES': 300,            # 最大缓存记录的数量（默认300）
   'CULL_FREQUENCY': 3,           # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
  }
 }
}

然后再次刷新浏览器,可以看到在刚才配置的目录下生成的缓存文件

通过实验可以知道,Django会以自己的形式把缓存文件保存在配置文件中指定的目录中.

1.3.2 全站使用缓存

既然是全站缓存,当然要使用Django中的中间件.

用户的请求通过中间件,经过一系列的认证等操作,如果请求的内容在缓存中存在,则使用FetchFromCacheMiddleware获取内容并返回给用户

当返回给用户之前,判断缓存中是否已经存在,如果不存在,则UpdateCacheMiddleware会将缓存保存至Django的缓存之中,以实现全站缓存

缓存整个站点，是最简单的缓存方法

在 MIDDLEWARE_CLASSES 中加入 “update” 和 “fetch” 中间件
MIDDLEWARE_CLASSES = (
    ‘django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware’, #第一
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    ‘django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware’, #最后
)
“update” 必须配置在第一个
“fetch” 必须配置在最后一个

修改settings.py配置文件

MIDDLEWARE_CLASSES = (
    'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',   #响应HttpResponse中设置几个headers
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.SessionAuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',   #用来缓存通过GET和HEAD方法获取的状态码为200的响应

)

CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS=10

视图函数：

from django.views.decorators.cache import cache_page
import time
from .models import *


def index(request):

     t=time.time()      #获取当前时间
     bookList=Book.objects.all()
     return render(request,"index.html",locals())

def foo(request):
    t=time.time()      #获取当前时间
    return HttpResponse("HELLO:"+str(t))

模板(index.html)：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<h3 style="color: green">当前时间:-----{{ t }}</h3>

<ul>
    {% for book in bookList %}
       <li>{{ book.name }}--------->{{ book.price }}$</li>
    {% endfor %}
</ul>

</body>
</html>

其余代码不变,刷新浏览器是10秒,页面上的时间变化一次,这样就实现了全站缓存.

1.3.3 局部视图缓存

例子,刷新页面时,整个网页有一部分实现缓存

views视图函数

from django.views.decorators.cache import cache_page
import time
from .models import *


def index(request):

     t=time.time()      #获取当前时间
     bookList=Book.objects.all()

     return render(request,"index.html",locals())

模板(index.html):

{% load cache %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
 <h3 style="color: green">不缓存:-----{{ t }}</h3>

{% cache 2 'name' %}
 <h3>缓存:-----:{{ t }}</h3>
{% endcache %}

</body>
</html>

Django中提供了"信号调度",用于在框架执行操作时解耦.

一些动作发生的时候,系统会根据信号定义的函数执行相应的操作

Django中内置的signal

Model_signals

pre_init                        # Django中的model对象执行其构造方法前,自动触发
post_init                       # Django中的model对象执行其构造方法后,自动触发
pre_save                        # Django中的model对象保存前,自动触发
post_save                       # Django中的model对象保存后,自动触发
pre_delete                      # Django中的model对象删除前,自动触发
post_delete                     # Django中的model对象删除后,自动触发
m2m_changed                     # Django中的model对象使用m2m字段操作数据库的第三张表(add,remove,clear,update),自动触发
class_prepared                  # 程序启动时,检测到已注册的model类,对于每一个类,自动触发

Managemeng_signals

pre_migrate                     # 执行migrate命令前,自动触发
post_migrate                    # 执行migrate命令后,自动触发

Request/response_signals

request_started                 # 请求到来前,自动触发
request_finished                # 请求结束后,自动触发
got_request_exception           # 请求异常时,自动触发

Test_signals

setting_changed                 # 配置文件改变时,自动触发
template_rendered               # 模板执行渲染操作时,自动触发

Datebase_Wrapperd

connection_created              # 创建数据库连接时,自动触发

对于Django内置的信号,仅需注册指定信号,当程序执行相应操作时,系统会自动触发注册函数

例子,创建数据库记录,触发pre_save和post_save信号

创建一个Django项目,配置好路由映射

models.py中的代码:

from django.db import models

class UserInfo(models.Model):
    name=models.CharField(max_length=32)
    pwd=models.CharField(max_length=64)

views.py中的代码:

from django.shortcuts import render,HttpResponse
from app01 import  models

def index(request):
    models.UserInfo.objects.create(name="mysql",pwd="mysql123")
    return HttpResponse("ok")

项目的__init__.py文件中代码:

from django.db.models.signals import pre_save,post_save

def pre_save_func(sender,**kwargs):

    print("pre_save_func")
    print("pre_save_msg:",sender,kwargs)

def post_save_func(sender,**kwargs):
    print("post_save_func")
    print("post_save_msg:",sender,kwargs)

pre_save.connect(pre_save_func)             # models对象保存前触发callback函数
post_save.connect(post_save_func)           # models对象保存后触发函数

创建一个index.html网页,用浏览器打开这个项目,在服务端后台打印信息如下:

pre_save_func
pre_save_msg: <class 'app01.models.UserInfo'> {'signal': <django.db.models.signals.ModelSignal object at 0x0000000002E62588>, 
'instance': <UserInfo: UserInfo object>, 'raw': False, 'using': 'default', 'update_fields': None}

post_save_func
post_save_msg: <class 'app01.models.UserInfo'> {'signal': <django.db.models.signals.ModelSignal object at 0x0000000002E62630>, 
'instance': <UserInfo: UserInfo object>, 'created': True, 'update_fields': None, 'raw': False, 'using': 'default'}

比较打印的结果,可以看到models对象保存后,在打印信息里包含一个"create=True"的键值对.

也可以使用装饰器来触发信号,把上面__init__.py中的代码修改:

from django.core.signals import request_finished
from django.dispatch import receiver

@receiver(request_finished)
def callback(sender, **kwargs):
    print("Request finished!")

则在本次请求结束后自动触发callback函数,在后台"request finished"这句话.

自定义信号

1.定义信号

新建一个项目,配置好路由,在项目根目录下创建一个singal_test.py的文件,内容为

import django.dispatch

action=django.dispatch.Signal(providing_args=["aaaa","bbbb"])

2.注册信号

项目应用下面的__init__.py文件内容:

from singal_test import action

def pre_save_func(sender,**kwargs):

    print("pre_save_func")
    print("pre_save_msg:",sender,kwargs)
    
action.connect(pre_save_func)

3.触发信号

views视图函数内容:

from singal_test import action

action.send(sender="python",aaa="111",bbb="222")

用浏览器打开index.html网页,后台打印信息如下:

pre_save_func 
pre_save_msg: python {'signal': <django.dispatch.dispatcher.Signal object at 0x000000000391D710>, 'aaa': '111', 'bbb': '222'}

由于内置信号的触发者已经集成到Django中,所以会自动调用,而对于自定义信号需要在任意位置触发

python-django缓存和信号

Django的缓存机制

1.1 缓存介绍

1.缓存的简介

2.Django提供了6种缓存方式：　　常用的是内存/文件/Memcache缓存

1.2 各种缓存配置

1.3 Django中的缓存应用：

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